title: Deciphering the interplay between exo-erythrocytic Plasmodium berghei parasites and the host hepatic miRNA expression
creator: Hammerschmidt-Kamper, Christiane Elisabeth
subject: ddc-570
subject: 570 Life sciences
description: Die verschiedenen Schritte während des Lebenszyklus des Malaria Parasiten bedürfen einer sehr engen Interaktion zwischen dem Parasit und dem betroffenen Gewebe des Wirts. Um das enorme Wachstum und die anschließende Differenzierung in invasive Stadien während der klinisch unauffälligen Leberstadienentwicklung gewährleisten zu können, rekrutiert der Parasit Proteine der Wirtszelle. In mehreren Studien wurden genetisch veränderte Parasiten verwendet, denen genau definierte Lebergene fehlten, um diese enge Interaktion zwischen Parasit und Wirtsleberzelle zu untersuchen. So konnte man die Abhängigkeit des Parasiten von Wirtszellfaktoren für eine erfolgreiche Leberstadienentwicklung zeigen. Außerdem waren diese genetisch veränderten Parasiten in der Lage, Immunität in dem entsprechenden Wirt zu induzieren.  MicroRNAs (miRNAs) und die RNAi Maschinerie gewinnen zunehmend an Bedeutung für das Zusammenspiel von Pathogen und Wirt. Ursprünglich als Verteidigungsmechanismus des Wirts gegen Pathogene entdeckt, wurde nach und nach gezeigt, dass Pathogene in der Lage sind, die RNAi Maschinerie des Wirts für ihre eigenen Zwecke zu missbrauchen. Darüber hinaus gewinnen auch miRNAs zunehmend an Bedeutung für die Feinabstimmung sowohl bei der Auslösung von verschiedenen Erkrankungen, als auch bei ihrer Bekämpfung. Basierend auf diesen Erkenntnissen konzentrieren sich aktuelle Forschungen auf die Untersuchung des Einflusses, den eine bestehende Infektion mit Plasmodium oder Toxoplasma auf die RNAi Maschinerie und die miRNA Expression des betroffenen Wirtsgewebes hat. Das Ziel der vorliegenden Studie war das Zusammenspiel zwischen Malaria Leberstadien und der RNAi Maschinerie und miRNA Expression in der Wirtsleber im Allgemeinen zu untersuchen. Außerdem sollten die Mechanismen der durch die Immunisierung mit genetisch attenuierten (GAP) und bestrahlungsattenuierten (RAS) Parasiten hervorgerufenen Immunität analysiert werden. Dazu wurden auf der einen Seite mittels quantitativer real-time PCR (qPCR) die Transkriptionslevel von Xpo-5, Ago-2, Dicer, TRBP and Drosha in murinem Lebergewebe 24 Std. und 40 Std. nach Infektion mit PbNK65 WT, GAP und RAS Speicheldrüsen Sprozoiten bestimmt und mit den Transkriptionsleveln aus naiven Mäusen verglichen. Auf der anderen Seite wurde mit den selben Proben die hepatische Expression von miRNAs untersucht, um in ihrer Expression durch das Vorhandensein von Leberstadien der unterschiedlichen angewandten Stämme beeinflusste miRNAs der Wirtsleber zu identifizieren. Ich konnte eine Herunterregulierung der Transkription aller fünf untersuchten Komponenten feststellen, welche 40 Std. nach Infektion mit den attenuierten Parasiten besonders stark ausgeprägt war. Zusätzliche Western Blot Analysen wurden durchgeführt und bestätigten die Ergebnisse der qPCR Analyse für Xpo-5 und Drosha auch auf Proteinebene. Weiter wurden insgesamt 31 unterschiedlich regulierte hepatische Wirts miRNAs entdeckt, die für jede der verwendeten Probengruppen ein spezielles Expressionsprofil aufwiesen, welches nicht nur die einzigartigen Eigenschaften der verschiedenen eingesetzten Stämme widerspiegelte, sondern auch die zuvor beobachteten Veränderungen in den Transkriptionsraten der RNAi Maschinerie Komponenten. Zwei interessante miRNAs, miR-21 und miR-155, wurden hinsichtlich einer möglichen biologischen Funktion genauer untersucht. Nachdem durch ex vivo Bildgebung gezeigt werden konnte, dass beide miRNAs tatsächlich in infiziertem Lebergewebe überexpremiert werden, wurde ihre Beteiligung am Hervorrufen von Immunantworten durch Immunisierung mit GAP und RAS untersucht. Dazu wurden beide miRNAs unabhängig von einander in vivo in der Mausleber herunterreguliert und dann das Potenzial von GAP und RAS Immunisierungen beobachtet. Diese Experimente zeigten, dass miR-21 und miR-155 an der durch GAP Immunisierung hervorgerufenen Immunität beteiligt sind. 
date: 2012
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13827/1/PhD_Thesis_C_E_Hammerschmidt_Kamper.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00013827
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-138277
identifier:   Hammerschmidt-Kamper, Christiane Elisabeth  (2012) Deciphering the interplay between exo-erythrocytic Plasmodium berghei parasites and the host hepatic miRNA expression.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13827/
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language: eng